Na vier dagen onder resten van grafeenplastic vertonen longcellen geen tekenen van acute schade. Krediet: Empa
Vanwege zijn uitzonderlijke eigenschappen wordt grafeen nu toegevoegd aan een breed scala aan kunststoffen. Het op koolstof gebaseerde materiaal verbetert bijvoorbeeld de geleidbaarheid en stabiliteit van composieten.
Empa-onderzoekers onderzoeken momenteel de gezondheidsrisico’s van deze relatief nieuwe composietmaterialen in verschillende onderzoeken. De meest recente onderzoeken de residuen van grafeen-nanoplaatjes die kunnen worden geproduceerd nadat de composieten zijn verbrand in afvalverbrandingsovens of bij een brandongeval.
Een realistisch longmodel in een celkweekschaal
Omdat het menselijk organisme het meest waarschijnlijk via de luchtwegen in contact komt met grafeendeeltjes, gebruikten de onderzoekers het bij Empa ontwikkelde 3D-longmodel met celculturen voor toxiciteitstesten. Het team onder leiding van Peter Wick van Empa’s Particles-Biology Interactions-laboratorium in St. Gallen stelde longcellen bloot aan residuen van de verbranding van composietmaterialen die grafeen-nanoplaatjes bevatten.
Om de hoeveelheid grafeendeeltjes waaraan mensen typisch worden blootgesteld zo realistisch mogelijk te schatten, heeft een team onder leiding van Jing Wang van Empa’s Advanced Analytical Technologies-laboratorium de verbrandingsresiduen van de grafeencomposieten onderzocht en gekwantificeerd. Onderzoekers van Empa’s Advanced Fibers Laboratory waren ook betrokken bij het interdisciplinaire project.
Geen acute schade
Met behulp van deze gegevens onderwierp het team het 3D-longmodel aan realistische omstandigheden, zodat voorspellingen konden worden gedaan over de acute toxiciteit van grafeen-nanoplaatjes na verbranding. De resultaten toonden aan dat verbrandingsresten van kunststofharsen zonder grafeen bekende bijwerkingen opwekken die wijzen op een gezondheidsrisico. Na contact met de residuen van grafeennanoplaatjes was er echter geen verder bewijs van acute schade aan longcellen, zoals ontstekingsreacties, oxidatieve stress of zelfs celdood.
In een eerdere studie, Empa-onderzoekers hadden al kunnen aantonen dat de gezondheidsrisico’s van grafeenstof geproduceerd door slijtage van polymeercomposieten verwaarloosbaar zijn. De effecten van langdurige blootstelling aan grafeen-nanodeeltjes zullen nu worden onderzocht in langetermijnstudies.
Geleverd door Zwitserse federale laboratoria voor materiaalwetenschap en -technologie
